(57)【要約】【課題】  コラム部のみに集中して表面硬化処理を行うことにより該コラム部については強度向上を図り、大端部及び小端部については表面硬化処理を行わず切削加工しやすい状態を確保することのできるコンロッドの製造方法及び製造装置を提供する。さらに、この表面硬化処理において大端部の強度及び小端部の強度のばらつきを好適に抑制することのできるコンロッドの製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】コンロッド１０の製造方法は、コラム部１１と小端部１２との境界箇所１１ａ、及びコラム部１１と拡径部１４との境界箇所１１ｂの２箇所に対して全周から空気を吹き付けつつ、同コラム部１１に冷却水を吹き付ける工程を備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小端部と、大端部と、それらの間を連結するコラム部とを一体に熱間鍛造する第１の工程と、
前記小端部及び前記大端部をそれぞれ拘束手段により拘束する第２の工程と、
前記コラム部の２箇所に対して全周からそれぞれ空気を吹き付けつつ、同コラム部の２箇所間に冷却液を吹き付ける第３の工程と
を有するコンロッドの製造方法。
【請求項２】
前記第３の工程において、前記２箇所のうち前記小端部側の箇所では同小端部側に傾斜した方向から空気が吹き付けられ、前記２箇所のうち前記大端部側の箇所では同大端部側に傾斜した方向から空気が吹き付けられる請求項１に記載のコンロッドの製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程は、前記コンロッドを、その軸線を中心に回転させつつ行われる請求項１又は２に記載のコンロッドの製造方法。
【請求項４】
前記コンロッドは前記コラム部から前記大端部に向かって次第に拡径する拡径部を有してなり、前記第３の工程において前記２箇所のうち前記大端部側の箇所は、前記拡径部よりも前記小端部側に設定される請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンロッドの製造方法。
【請求項５】
小端部と、大端部と、それらの間を連結するコラム部とを一体に熱間鍛造し、同コラム部に冷却液を吹き付けることで焼入を行うコンロッドの製造装置において、
前記小端部及び前記大端部をそれぞれ拘束する拘束手段と、
前記コラム部の２箇所に対して全周からそれぞれ空気を吹き付ける空気吹付手段とを備えるコンロッドの製造装置。
【請求項６】
前記空気吹付手段は、前記２箇所のうち前記小端部側の箇所において同小端部側に傾斜した方向から空気を吹き付ける第１の空気吹付手段と、前記２箇所のうち前記大端部側の箇所において同大端部側に傾斜した方向から空気を吹き付ける第２の空気吹付手段とを備える請求項５に記載のコンロッドの製造装置。
【請求項７】
前記拘束手段は、前記コンロッドの軸線を中心に回転する請求項５又は６に記載のコンロッドの製造装置。
【請求項８】
前記コンロッドは前記コラム部から前記大端部に向かって次第に拡径する拡径部を有してなり、前記第２の空気吹付手段は、前記拡径部よりも前記小端部側の箇所に対して空気を吹き付ける請求項６又は７に記載のコンロッドの製造装置。
【請求項９】
前記拘束手段は、前記小端部及び前記大端部の一部をそれぞれ拘束する請求項５〜８のいずれか一項に記載のコンロッドの製造装置。
【請求項１０】
前記拘束手段は、コンロッドを挟持するための複数の部材を有し、それら複数の部材間に隙間のある状態で同コンロッドを挟持する請求項５〜９のいずれか一項に記載のコンロッドの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンロッドの製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用ガソリンエンジン等のレシプロエンジンにおいて、ピストンとクランクシャフトとの間を連結するコネクティングロッド（以下、コンロッドとする）は、その使用環境から座屈強度及び疲労強度に優れたものが要求されている。このため、コンロッドの中には、焼入、焼戻し、浸炭焼入等により製品全体の表面硬化処理を施すことによって高強度化が図られているものがある（例えば、特許文献１〜４参照）。
【特許文献１】特開２０００−３１０３２９号公報
【特許文献２】特開平７−６２４４４号公報
【特許文献３】特開平５−１３２７１２号公報
【特許文献４】特開平１−１１２０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記表面硬化処理を施して高強度化を図ろうとするコンロッドにおいては、当然の如く表面硬度は高いものとなるため、仕上げ加工としての切削加工を行うことが困難になる。これにより、コンロッドをピストン或いはクランクシャフトに確実に連結するために必要な大端部及び小端部の切削加工が円滑に行われないという問題が生じる。ここで、コンロッドにおいてその使用時に強度が必要となるのは大端部と小端部とを連結するコラム部であり、通常このコラム部においては鍛造等により成形された後に機械加工を行う必要がない。従って、高強度が要求されていない大端部及び小端部の双方には焼入等の表面硬化処理を行わず、高強度が要求されているコラム部のみに当該表面硬化処理を行うことが望ましい。
【０００４】
しかしながら、コンロッドの大端部及び小端部の双方への表面硬化処理を完全に回避することは困難であり、コンロッドの大端部及び小端部のそれぞれに対して部分的に表面硬化処理が施されてしまうおそれがある。その結果、不要な表面硬化処理により、大端部の強度及び小端部の強度にばらつきが生じることとなる。
【０００５】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コラム部のみに集中して表面硬化処理を行うことにより該コラム部については強度向上を図り、大端部及び小端部については表面硬化処理を行わず切削加工しやすい状態を確保することのできるコンロッドの新規な製造方法及び製造装置を提案することにある。さらに、この表面硬化処理において大端部の強度及び小端部の強度のばらつきを好適に抑制することのできるコンロッドの製造方法及び製造装置を提案することも併せて目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明のコンロッドの製造方法は、小端部と、大端部と、それらの間を連結するコラム部とを一体に熱間鍛造する第１の工程と、前記小端部及び前記大端部をそれぞれ拘束手段により拘束する第２の工程と、前記コラム部の２箇所に対して全周からそれぞれ空気を吹き付けつつ、同コラム部の２箇所間に冷却液を吹き付ける第３の工程とを有することを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、コラム部に冷却液を吹き付けた際、仮に、小端部及び大端部に向かって冷却液が浸入しようとしても、当該冷却液は、コラム部の２箇所に対して全周から吹き付けられる空気により吹き飛ばされる。すなわち、小端部及び大端部への冷却液の浸入がコラム部の周方向に亘って抑制される。その結果、小端部及び大端部の全体に亘って焼入（表面硬化処理）が抑制され、大端部及び小端部については切削加工しやすい状態が確保される。一方、コラム部については、冷却液が吹き付けられることにより集中して焼入が行われるため、狙いとする強度向上が図られる。
【０００８】
本構成のように小端部及び大端部への冷却液の浸入が抑制された場合、小端部及び大端部への冷却の影響は被処理物内の熱伝導によるもののみに限定されることから、前記コラム部に対する焼入の影響が最小限に抑制されるようになる。このため、強度のばらつきが小さく、被削性に優れる小端部及び大端部を備えたコンロッドが得られる。
【０００９】
請求項２に記載の発明のコンロッドの製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記第３の工程において、前記２箇所のうち前記小端部側の箇所では同小端部側に傾斜した方向から空気が吹き付けられ、前記２箇所のうち前記大端部側の箇所では同大端部側に傾斜した方向から空気が吹き付けられることを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、コラム部に冷却液を吹き付けた際、小端部に向かって浸入しようとする冷却液は、小端部側の箇所に対して同小端部側に傾斜した方向から吹き付けられる空気により吹き飛ばされる。一方、大端部に向かって浸入しようとする冷却液は、大端部側の箇所に対して同大端部側に傾斜した方向から吹き付けられる空気により吹き飛ばされる。すなわち、焼入に際して小端部及び大端部に向かって浸入しようとする冷却液は、その浸入方向と反対側から吹き付ける空気により容易に吹き飛ばされる。このため、小端部及び大端部への冷却液の浸入が一層好適に抑制される。
【００１１】
請求項３に記載の発明のコンロッドの製造方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第３の工程は、前記コンロッドを、その軸線を中心に回転させつつ行われることを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、コンロッドを回転させつつ、そのコラム部の焼入が行われる。このため、コラム部の２箇所に対してその外周から満遍なく均一に空気を吹き付けながらコラム部の焼入が行われる。従って、小端部及び大端部への冷却液の浸入がコラム部の周方向に亘って好適に抑制される。また、コンロッドを回転させつつ、そのコラム部に対して冷却液を吹き付けることにより、当該コラム部の冷却がその全面に亘って均一に行われる。このため、コラム部の焼入が好適に行われ、その結果、同コラム部の強度のばらつきが抑制される。
【００１３】
請求項４に記載の発明のコンロッドの製造方法は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記コンロッドは前記コラム部から前記大端部に向かって次第に拡径する拡径部を有してなり、前記第３の工程において前記２箇所のうち前記大端部側の箇所は、前記拡径部よりも前記小端部側に設定されることを要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、大端部側からコラム部へ送出される空気は、拡径部よりも小端部側の箇所に吹き付けられる。この場合、仮に冷却液がコラム部から大端部側へ浸入したとしても、当該浸入を妨げる方向に傾斜する拡径部を介して大端部への冷却液の浸入が好適に抑制される。
【００１５】
請求項５に記載の発明のコンロッドの製造装置は、小端部と、大端部と、それらの間を連結するコラム部とを一体に熱間鍛造し、同コラム部に冷却液を吹き付けることで焼入を行うコンロッドの製造装置において、前記小端部及び前記大端部をそれぞれ拘束する拘束手段と、前記コラム部の２箇所に対して全周からそれぞれ空気を吹き付ける空気吹付手段とを備えることを要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、コラム部に冷却液を吹き付けた際、仮に、小端部及び大端部に向かって冷却液が浸入しようとしても、当該冷却液は、空気吹付手段を介してコラム部の２箇所に対し全周から吹き付けられる空気により吹き飛ばされる。すなわち、小端部及び大端部への冷却液の浸入がコラム部の周方向に亘って好適に抑制される。その結果、小端部及び大端部の全体に亘って焼入（表面硬化処理）が抑制され、大端部及び小端部については切削加工しやすい状態が確保される。一方、コラム部については、冷却液が吹き付けられることにより集中して焼入が行われるため、狙いとする強度向上が図られる。
【００１７】
本構成のように小端部及び大端部への冷却液の浸入が抑制された場合、小端部及び大端部への冷却の影響は被処理物内の熱伝導によるもののみに限定されることから、前記コラム部に対する焼入の影響が最小限に抑制されるようになる。このため、強度のばらつきが小さく、被削性に優れる小端部及び大端部を備えたコンロッドが得られる。
【００１８】
請求項６に記載の発明のコンロッドの製造装置は、請求項５に記載の発明において、前記空気吹付手段は、前記２箇所のうち前記小端部側の箇所において同小端部側に傾斜した方向から空気を吹き付ける第１の空気吹付手段と、前記２箇所のうち前記大端部側の箇所において同大端部側に傾斜した方向から空気を吹き付ける第２の空気吹付手段とを備えることを要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、コラム部に冷却液を吹き付けた際に、小端部に向かって浸入しようとする冷却液は、第１の空気吹付手段によって小端部側に傾斜した方向から吹き付けられる空気により吹き飛ばされる。一方、大端部に向かって浸入しようとする冷却液は、第２の空気吹付手段によって大端部側に傾斜した方向から吹き付けられる空気により吹き飛ばされる。すなわち、焼入に際して小端部及び大端部に向かって浸入しようとする冷却液は、その浸入方向と反対側から吹き付ける空気により容易に吹き飛ばされる。このため、小端部及び大端部への冷却液の浸入が一層好適に抑制される。
【００２０】
請求項７に記載の発明のコンロッドの製造装置は、請求項５又は６に記載の発明において、前記拘束手段は、前記コンロッドの軸線を中心に回転することを要旨とする。
上記構成によれば、拘束手段によりコンロッドを回転させつつ、そのコラム部の焼入が行われる。このため、コラム部の２箇所に対してその外周から満遍なく均一に空気を吹き付けながらコラム部の焼入が行われる。従って、小端部及び大端部への冷却液の浸入がコラム部の周方向に亘って好適に抑制される。また、コンロッドを回転させつつ、そのコラム部に対して冷却液を吹き付けることにより、当該コラム部の冷却がその全面に亘って均一に行われる。このため、コラム部の焼入が好適に行われ、その結果、同コラム部の強度のばらつきが抑制される。
【００２１】
請求項８に記載の発明のコンロッドの製造装置は、請求項６又は７に記載の発明において、前記コンロッドは前記コラム部から前記大端部に向かって次第に拡径する拡径部を有してなり、前記第２の空気吹付手段は、前記拡径部よりも前記小端部側の箇所に対して空気を吹き付けることを要旨とする。
【００２２】
上記構成によれば、第２の空気吹付手段によって大端部側からコラム部へ送出される空気は、拡径部よりも小端部側の箇所に吹き付けられる。このため、仮に冷却液がコラム部から大端部側へ浸入したとしても、当該浸入を妨げる方向に傾斜する拡径部を介して大端部への冷却液の浸入が好適に抑制される。
【００２３】
請求項９に記載の発明のコンロッドの製造装置は、請求項５〜８のいずれか一項に記載の発明において、前記拘束手段は、前記小端部及び前記大端部の一部をそれぞれ拘束することを要旨とする。
【００２４】
上記構成によれば、仮に、コラム部から小端部及び大端部のそれぞれに向かって冷却液が浸入したとしても、拘束手段を介してのコンロッドの回転により、拘束手段によって拘束されていない部分から冷却液が容易に吹き飛ばされる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明のコンロッドの製造装置は、請求項５〜９のいずれか一項に記載の発明において、前記拘束手段は、コンロッドを挟持するための複数の部材を有し、それら複数の部材間に隙間のある状態で同コンロッドを挟持することを要旨とする。
【００２６】
上記構成によれば、仮に、コラム部から小端部及び大端部のそれぞれに冷却液が浸入したとしても、拘束手段を介してのコンロッドの回転により、それぞれの隙間から冷却液が容易に吹き飛ばされる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、コラム部のみに集中して表面硬化処理を行うことにより該コラム部については強度向上を図り、大端部及び小端部については表面硬化処理を行わず切削加工しやすい状態を確保することができる。さらに、この表面硬化処理において大端部の強度及び小端部の強度のばらつきを好適に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
レシプロエンジンなどにおいて、ピストンとクランクシャフトとの間を連結するコネクティングロッド１０（以下、コンロッド１０とする）は、図１に示すように、平面視略Ｙ字状に形成されており、コラム部１１、小端部１２、大端部１３及び拡径部１４を有している。コンロッド１０は炭素鋼、合金鋼などの機械構造用鋼にて構成されている。
【００２９】
コラム部１１は、高い座屈強度と軽量化を果たすため断面Ｉ字状に形成されており、直線Ｘ１及び直線Ｘ２に挟まれた所定範囲Ｘに亘って焼入による表面硬化処理が行われている。コラム部１１の組織は焼入によりマルテンサイト形態をなしており、そのビッカース硬度は凡そ５００ＨＶに設定されている。
【００３０】
小端部１２はコラム部１１よりやや幅広に形成されており、その中心部には該小端部１２をピストンに連結するための第１連結孔１２ａが形成されている。第１連結孔１２ａの内周面は、ピストンの往復運動を確実にコンロッド１０に伝達するために滑らかに連続している。小端部１２のビッカース硬度はコラム部１１のビッカース硬度未満、すなわち５００ＨＶ未満に設定されている。
【００３１】
大端部１３はコラム部１１から二股に分かれて延設される第１大端部１３ａ及び第２大端部１３ｂにて構成されている。大端部１３は小端部１２より幅広に形成されている。大端部１３のビッカース硬度はコラム部１１のビッカース硬度未満、即ち５００ＨＶ未満に設定されている。
【００３２】
このように形成された大端部１３には、同図の２点鎖線で示す対向部材２１がボルト２２にて一体に取着されることで、クランクシャフトに連結するための第２連結孔２３が形成される。第２連結孔２３の内周面は、コンロッド１０の運動を確実にクランクシャフトに伝達するために滑らかに連続している。
【００３３】
拡径部１４は、大端部１３とコラム部１１との間に設けられている。この拡径部１４は、コラム部１１から大端部１３に向かって次第に拡径されている。すなわち、拡径部１４は、コラム部１１から大端部１３に向かって次第に幅が拡径するように傾斜状に形成されている。
【００３４】
ここで、コンロッド１０に焼入を行う範囲Ｘについて説明する。直線Ｘ１及び直線Ｘ２は、第１連結孔１２ａ及び第２連結孔２３の内周面の被削性を確保でき、且つコラム部１１に高い座屈強度を付与できる範囲で設定されている。具体的には、直線Ｘ１は、小端部１２とコラム部１１との境界箇所１１ａよりも僅かに大端部１３側に離間した位置に設定されている。また、直線Ｘ２は、拡径部１４とコラム部１１との境界箇所１１ｂよりも僅かに小端部１２側に離間した位置に設定されている。なお、前記小端部１２とコラム部１１との境界箇所１１ａとは、コラム部１１から小端部１２にかけて幅（軸線１８に直交する方向におけるコンロッド１０の幅）が拡がり始める箇所を示す。また、前記拡径部１４とコラム部１１との境界箇所１１ｂとは、コラム部１１から大端部１３にかけて幅が拡がり始める箇所を示す。
【００３５】
次に、上記コンロッド１０の製造装置について説明する。
図２に示すように、当該製造装置３０は、コンロッド１０のコラム部１１を外周から被覆する装置本体３１と、小端部１２の一部（先端部）を拘束する拘束手段としての小端治具３２と、大端部１３の一部（先端部）を拘束する拘束手段としての大端治具３３とを備えている。
【００３６】
図２及び図３に示すように、装置本体３１は、円筒状に形成されており、その内部にコンロッド１０（コラム部１１）が保持されるようになっている。図３に２点鎖線で示すように、装置本体３１は、その上部が下部に対して回動可能となるように構成されている。
【００３７】
図２に示すように、装置本体３１の内部には、一対の空気吹付手段（第１の空気吹付手段及び第２の空気吹付手段）としての空気送出部３５，３８が設けられている。これら一対の空気送出部３５，３８のうち、一方の空気送出部（第１空気送出部３５）は、装置本体３１内に保持されたコンロッド１０の小端部１２近傍に配設されている。この第１空気送出部３５は、装置本体３１の内壁に周設されており、その中心部にはコラム部１１を挿通させる第１挿通孔３６が設けられている。第１空気送出部３５は、中心部から外周部に向かうに連れて小端部１２側に傾斜する形状を有している。同第１空気送出部３５の先端（内端）は、コラム部１１と小端部１２との境界箇所１１ａに対向して配設されている。
【００３８】
前記一対の空気送出部３５，３８のうち、他方の空気送出部（第２空気送出部３８）は、装置本体３１内に設置されたコンロッド１０の大端部１３近傍に配設されている。この第２空気送出部３８は、装置本体３１の内壁に周設されており、その中心部にはコラム部１１を挿通させる第２挿通孔３９が設けられている。第２空気送出部３８は、中心部から外周部に向かうに連れて大端部１３側に傾斜する形状を有している。同第２空気送出部３８の先端（内端）は、コラム部１１と拡径部１４との境界箇所１１ｂ（拡径部１４よりも小端部１２側の箇所）に対向して配設されている。
【００３９】
これら一対の空気送出部３５，３８には、空気供給源（図示略）から空気が供給されるようになっている。そして、第１空気送出部３５内に供給された空気は、コラム部１１と小端部１２との境界箇所１１ａに対して、小端部１２側に傾斜した方向（矢印Ａ方向）から吹き付けられるようになっている。一方、第２空気送出部３８内に供給された空気は、コラム部１１と拡径部１４との境界箇所１１ｂに対して、大端部１３側に傾斜した方向（矢印Ｂ方向）から吹き付けられるようになっている。
【００４０】
これら一対の空気送出部３５，３８の間に位置する装置本体３１の内壁には複数の噴射孔４１が設けられている。各噴射孔４１は、装置本体３１内に保持されるコンロッド１０のコラム部１１に向かって形成されている（図３参照）。これら複数の噴射孔４１は、装置本体３１の下端部を除く箇所に周方向に亘って等間隔に設けられている。そして、各噴射孔４１から冷却液としての冷却水がコンロッド１０のコラム部１１に向かって噴射されるようになっている。装置本体３１の下端部には、各噴射孔４１から噴射される冷却水を装置本体３１の内部から排出する排出部４２が設けられている。
【００４１】
図２に示すように、小端治具３２は、装置本体３１から一定間隔ｄ１をおいて配設されている。すなわち、小端治具３２と装置本体３１との間には隙間４４が設けられている。この隙間４４に位置するコンロッド１０の所定部位（小端部１２の一部）は外部に露出している。図４に示すように、小端治具３２は、コンロッド１０の厚み方向（図４において上下方向）に分割された第１小端治具３２ａ及び第２小端治具３２ｂの一対の部材を有している。第１小端治具３２ａと第２小端治具３２ｂとの対向面間には、隙間４５が設けられている。
【００４２】
大端治具３３は、装置本体３１から一定間隔ｄ２をおいて配設されている（図２参照）。すなわち、大端治具３３と装置本体３１との間には隙間４７が設けられている。この隙間４７に位置するコンロッド１０の所定部位（拡径部１４）は外部に露出している。図４に示すように、大端治具３３は、コンロッド１０の厚み方向（図４において上下方向）に分割された第１大端治具３３ａ及び第２大端治具３３ｂの一対の部材を有している。第１大端治具３３ａと第２大端治具３３ｂとの対向面間には、隙間４８が設けられている。これら小端治具３２及び大端治具３３は、コンロッド１０の軸線１８を中心に同コンロッド１０を回転させる機構を有している。
【００４３】
次に、上記コンロッド１０の製造方法について説明する。
上記コンロッド１０の製造方法は、第１の工程、第２の工程及び第３の工程を有している。第１の工程は、小端部１２、大端部１３、コラム部１１及び拡径部１４を一体に熱間鍛造する工程である。第２の工程は、小端部１２及び大端部１３をそれぞれ小端治具３２及び大端治具３３により拘束する工程である。第３の工程は、前記第２の工程の後に、コラム部１１の所定箇所に対して全周から空気を吹き付けつつ、同コラム部１１に冷却水を吹き付ける工程である。
【００４４】
以下に各工程について記載する。第１の工程では、まず、機械構造用鋼を熱間鍛造することによりコンロッド１０の外形を成形する。このとき、コンロッド１０は７５０℃以上の温度を有している。第２の工程では、図２に示すように、小端治具３２にて小端部１２をその厚み方向に挟着保持するとともに、大端治具３３にて大端部１３をその厚み方向に挟着保持する。
【００４５】
第３の工程では、小端治具３２及び大端治具３３によりコンロッド１０をその軸線１８を中心に回転させた状態で、第１空気送出部３５及び第２空気送出部３８を介してコラム部１１へ空気を吹き付けながら噴射孔４１を通じて冷却水をコラム部１１に散布する。そして、コラム部１１の組織がマルテンサイト形態へと変化するように焼入を行う。
【００４６】
この第３の工程では、コラム部１１と小端部１２との境界箇所１１ａ、及びコラム部１１と拡径部１４との境界箇所１１ｂの２箇所に対してそれらの全周から空気が吹き付けられる。すなわち、コラム部１１と小端部１２との境界箇所１１ａに対しては、小端部１２側に傾斜した方向（矢印Ａ方向）から全周に亘って空気が吹き付けられる。一方、コラム部１１と拡径部１４との境界箇所１１ｂに対しては、大端部１３側に傾斜した方向（矢印Ｂ方向）から全周に亘って空気が吹き付けられる。このため、コラム部１１に散布される冷却水が小端部１２側及び大端部１３側に向かって浸入しようとしても、その浸入方向と反対側から各々吹き付ける空気により当該冷却水の浸入が容易に阻止される。このとき、コラム部１１の２箇所に対して全周から空気が吹き付けられるため、小端部１２側及び大端部１３側への冷却水の浸入が同コラム部１１の全周に亘って好適に抑制される。
【００４７】
また、本実施形態では、コンロッド１０を回転させた状態で、コラム部１１の２箇所に対して空気が吹き付けられるため、当該２箇所に対して満遍なく空気を吹き付けることができる。従って、小端部１２側及び大端部１３側への冷却水の浸入がコラム部１１の全周に亘って一層好適に抑制されるようになる。仮に、小端部１２側及び大端部１３側へ冷却水が浸入したとしても、コンロッド１０の回転により、各隙間４４，４７を通じて冷却水が各々吹き飛ばされる。また、小端部１２及び大端部１３に冷却水が浸入した場合には、同コンロッド１０の回転により、各隙間４５，４８を通じて冷却水が小端治具３２及び大端治具３３の外部へ吹き飛ばされる。
【００４８】
さらに、本実施形態では、コラム部１１から大端部１３側に浸入した冷却水が、その浸入方向（大端部１３側）に向かって拡径するように傾斜する拡径部１４を越えて大端部１３へと浸入するのは困難であり、最終的に当該冷却水は拡径部１４の傾斜を越えられずその浸入方向とは逆方向に戻される。又は、当該拡径部１４にて振り落とされる。すなわち、コラム部１１から大端部１３側に浸入した冷却水は、拡径部１４にてその浸入が阻止される。
【００４９】
なお、本実施形態では、コラム部１１の小端部１２側と大端部１３側との体積差を考慮して、大端部１３側に対し小端部１２側よりも多量の冷却水を散布することが好ましい。この場合、コラム部１１の体積差に関わらず、当該コラム部１１がほぼ同一の冷却速度で均一に冷却される。その結果、強度のばらつきが抑制されたコラム部１１を有する高品質のコンロッド１０が得られる。
【００５０】
ここで、図５は、本実施形態により製造されたコンロッド１０の大端部からの距離とビッカース硬度との関係を示す特性図である。なお、前記大端部からの距離とは、第１大端部１３ａ（第２大端部１３ｂ）の端面１３ｃから軸線１８方向における距離を意味する。ここでは、Ｃ：０．４７〜０．５３質量％、Ｓｉ：０．１５〜０．３５質量％、Ｍｎ：０．７〜１．１質量％、Ｐ：０．０３質量％以下、Ｓ：０．０４〜０．０７質量％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる鋼を用いて上記第１〜第３の工程によりコンロッド１０を一対製造し、各コンロッド１０の外面のビッカース硬度をそれぞれ測定した。そして、一方のコンロッド１０の特性図を実線Ｄ１で、他方のコンロッド１０の特性図を実線Ｄ２で示した。なお、第３の工程においては、以下に示す条件で焼入を行った。
＜焼入条件＞
冷却水量：２０Ｌ／ｍｉｎ、焼入温度：９００℃、ワーク回転数：１２０ｍｉｎ-1。
【００５１】
図６は、従来のコンロッドの大端部からの距離と、ビッカース硬度との関係を示す特性図である。なお、前記従来のコンロッドとは、第３の工程において、コラム部１１の全周から空気を吹き付けるのではなく、該コラム部１１の外周のうちの一部から空気を吹き付けることにより得られたコンロッドを示す。
【００５２】
ここでも、上記と同様の条件にてコンロッドを一対製造し、各コンロッドの外面のビッカース硬度を測定した。そして、一方のコンロッドの特性図を実線Ｄ１で、他方のコンロッド１０の特性図を実線Ｄ２で示した。なお、両図においては、実線Ｄ１と実線Ｄ２とのビッカース硬度の差が小さい場合には強度のばらつきが小さく、当該差が大きい場合には強度のばらつきが大きいものとする。
【００５３】
図５に示すように、本実施形態のコンロッド１０では図６に示す従来のコンロッドに比べて、大端部１３（大端部からの距離が０〜３５ｍｍの箇所）の強度のばらつきが小さくなっている。また、本実施形態のコンロッド１０では従来のコンロッドに比べて、小端部１２（大端部からの距離が１３０〜１５０ｍｍの箇所）の強度のばらつきも小さくなっている。これは、本実施形態のコンロッド１０では小端部１２及び大端部１３への冷却水の浸入がコラム部１１の全周に亘って抑制され、その結果、小端部１２及び大端部１３の全面に亘り不要な表面硬化処理を防ぐことができたことを意味する。
【００５４】
また、本実施形態のコンロッド１０では従来のコンロッドに比べて、コラム部１１（大端部からの距離が６０〜１２０ｍｍの箇所）の強度のばらつきが顕著に小さくなっている。これは、コンロッド１０を回転させつつ、そのコラム部１１の外面に満遍なく冷却水を吹き付けたことにより同コラム部１１全体がほぼ同一速度で均一に冷却されたことを意味する。
【００５５】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・  本実施形態では、コラム部１１と小端部１２との境界箇所１１ａ、及びコラム部１１と拡径部１４との境界箇所１１ｂの２箇所に対してそれらの全周から空気を吹き付けつつ、コラム部１１の焼入が行われる。このため、コラム部１１の焼入に用いられる冷却水が小端部１２側及び大端部１３側に浸入しようとしても、当該冷却水は、前記２箇所に対してそれらの全周から吹き付けられる空気により吹き飛ばされる。従って、小端部１２側及び大端部１３側への冷却水の浸入がコンロッド１０の全周に亘って阻止される。その結果、小端部１２及び大端部１３の焼入がそれぞれの全面に亘って抑制されることから、小端部１２及び大端部１３については、切削加工しやすい状態を確保することができる。一方、コラム部１１については、狙いとする高強度化を図ることができる。
【００５６】
・  小端部１２側及び大端部１３側への冷却水の浸入がコンロッド１０の全周に亘って阻止されることから、小端部１２及び大端部１３については焼入の影響が最小限に抑制されるようになる。これにより、小端部１２及び大端部１３に対して不要な焼入が行われることがなく、小端部１２の強度及び大端部１３の強度のばらつきを好適に抑制することができる。
【００５７】
・  コラム部１１と小端部１２との境界箇所１１ａに対しては、小端部１２側に傾斜した方向（矢印Ａ方向）から全周に亘って空気が吹き付けられる。コラム部１１と拡径部１４との境界箇所１１ｂに対しては、大端部１３側に傾斜した方向（矢印Ｂ方向）から全周に亘って空気が吹き付けられる。すなわち、小端部１２側及び大端部１３側に向かって浸入しようとする冷却水の浸入方向と反対側から各々空気が吹き付けられるため、当該冷却水の浸入を容易に阻止することができる。
【００５８】
・  本実施形態では、コンロッド１０を回転させつつ、その２箇所に空気を吹き付けながらコラム部１１の焼入が行われる。このため、コラム部１１の２箇所に対してその外周から満遍なく均一に空気が吹き付けられる。従って、小端部１２側及び大端部１３側への冷却水の浸入を周方向に亘って一層好適に抑制することができる。
【００５９】
・  本実施形態では、仮に、コラム部１１から大端部１３側へ浸入した冷却水は、拡径部１４において浸入方向とは逆方向に戻される、又は拡径部１４にて振り落される。このため、拡径部１４を越えて大端部１３へと冷却水が浸入するのは困難となる。従って、コラム部１１から大端部１３への冷却水の浸入をより一層好適に抑制することができる。
【００６０】
・  小端治具３２及び大端治具３３と、装置本体３１との間には、それぞれ隙間４４，４７が設けられている。この場合、コラム部１１から小端部１２側及び大端部１３側へ浸入した冷却水を、コンロッド１０の回転によりそれぞれ隙間４４，４７を通じて容易に吹き飛ばすことができる。
【００６１】
・  小端治具３２及び大端治具３３の内部には、それぞれ隙間４５，４８が設けられている。この場合、小端部１２及び大端部１３に浸入した冷却水を、コンロッド１０の回転により隙間４５，４８を通じてそれぞれ小端治具３２及び大端治具３３の外部へ容易に吹き飛ばすことができる。
【００６２】
・  本実施形態では、小端部１２を小端治具３２にて、大端部１３を大端治具３３にて拘束した状態でコラム部１１の焼入が行われる。このため、小端治具３２及び大端治具３３により、コンロッド１０の軸線１８方向への小端部１２及び大端部１３の相対移動が抑制されている。従って、コラム部１１の焼入箇所が膨張しても、小端部１２と大端部１３との相対位置が変化せず、このときの膨張力は圧縮応力としてコラム部１１に残留する。その結果、当該圧縮応力によりコラム部１１の強度を好適に高めることができる。
【００６３】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  小端治具３２及び大端治具３３の内部の隙間４５，４８をそれぞれ省略してもよい。この場合、第１小端治具３２ａと第２小端治具３２ｂ、及び第１大端治具３３ａと第２大端治具３３ｂとは、それぞれコンロッド１０の厚み方向に当接した状態で配設される。すなわち、小端治具３２及び大端治具３３は、それぞれ１つの部材で構成される。
【００６４】
・  小端部１２及び大端部１３をそれぞれ３つ以上の部材で挟持する構成を採用してもよい。この場合、小端治具３２及び大端治具３３は、それぞれ３つ以上の部材で構成される。
【００６５】
・  小端治具３２及び大端治具３３と、装置本体３１との間の隙間４４，４７をそれぞれ省略してもよい。すなわち、小端治具３２及び大端治具３３と、装置本体３１とをそれぞれ接触させた状態でコラム部１１の焼入を行ってもよい。この場合、小端部１２及び大端部１３の全体がそれぞれ小端治具３２及び大端治具３３により拘束される。
【００６６】
・  大端部１３への冷却水の浸入を抑制することができるのであれば、拡径部１４に対して大端部１３側から空気を吹き付ける構成を採用してもよい。
・  小端治具３２及び大端治具３３において、それぞれコンロッド１０を回転させる機構を省略してもよい。この場合、コンロッド１０を静止させた状態で、そのコラム部１１の焼入が行われる。
【００６７】
・  小端部１２側及び大端部１３側への冷却水の浸入を抑制することができるのであれば、コラム部１１と小端部１２との境界箇所１１ａ、及びコラム部１１と拡径部１４との境界箇所１１ｂの２箇所に対して如何なる方向から空気を吹き付けてもよい。例えば、前記２箇所に対して、コンロッド１０の軸線１８に直交する方向から空気を吹き付ける構成を採用してもよい。
【００６８】
・  第１空気送出部３５において小端部１２側の箇所に複数の孔を設け、この孔を通じて小端部１２に空気を吹き付ける構成を採用してもよい。また、第２空気送出部３８において拡径部１４（大端部１３）側の箇所に複数の孔を設け、この孔を通じて拡径部１４（大端部１３）に空気を吹き付ける構成を採用してもよい。このように構成した場合、仮に、小端部１２及び拡径部１４（大端部１３）のそれぞれに冷却水が浸入したとしても、前記複数の孔から吹き付けられる空気により冷却水を容易且つ効果的に吹き飛ばすことができる。
【００６９】
・  小端治具３２及び大端治具３３のそれぞれに加熱手段を設けてもよい。このように構成した場合、小端部１２及び大端部１３のそれぞれに冷却水が浸入しても、小端治具３２及び大端治具３３の熱により冷却水を蒸発させることができる。
【００７０】
・  本実施形態では、コラム部１１を断面Ｉ字状に形成されていたが、コラム部１１の形状はこれに限定されるものでなく、例えば断面Ｈ字状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施形態により製造されたコンロッドを示す概略図。
【図２】本実施形態に係るコンロッドの製造装置を示す概略正面図。
【図３】同製造装置を示す概略側面図。
【図４】同製造装置の小端治具及び大端治具を示す概略平面図。
【図５】本実施形態により製造されたコンロッドの大端部からの距離とビッカース硬度との関係を示す特性図。
【図６】従来の実施形態により製造されたコンロッドの大端部からの距離とビッカース硬度との関係を示す特性図。
【符号の説明】
【００７２】
１０…コンロッド、１１…コラム部、１２…小端部、１３…大端部、１４…拡径部、１８…軸線、３１…装置本体、３２…拘束手段としての小端治具、３３…拘束手段としての大端治具、３５…第１の空気吹付手段としての第１空気送出部、３８…第２の空気吹付手段としての第２空気送出部、４４，４５，４７，４８…隙間。
【図１】
2006181606.tif 000003
【図２】
2006181606.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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